請真愛 4星
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您好,抛物线的参数方程可以通过以下推导得到:
假设抛物线的顶点为点(Vx, Vy),焦点为点(Fx, Fy),则焦距为 p = |Fx - Vx| = |Fy - Vy|。
设抛物线上任意一点为点(Px, Py),则点(Px, Py)到焦点的距离为 d = √((Px - Fx)^2 + (Py - Fy)^2)。
根据抛物线的定义,抛物线上任意一点到焦点的距离等于其到顶点的距离,即 d = √((Px - Vx)^2 + (Py - Vy)^2)。
将上述两个等式相等,得到:
√((Px - Fx)^2 + (Py - Fy)^2) = √((Px - Vx)^2 + (Py - Vy)^2)
两边平方,得到:
(Px - Fx)^2 + (Py - Fy)^2 = (Px - Vx)^2 + (Py - Vy)^2
展开并整理,得到:
Px^2 - 2PxFx + Fx^2 + Py^2 - 2PyFy + Fy^2 = Px^2 - 2PxVx + Vx^2 + Py^2 - 2PyVy + Vy^2
消去相同的项,得到:
- 2PxFx + Fx^2 - 2PyFy + Fy^2 = - 2PxVx + Vx^2 - 2PyVy + Vy^2
移项并整理,得到:
2Px(Vx - Fx) + 2Py(Vy - Fy) = Vx^2 - Fx^2 + Vy^2 - Fy^2
再次整理,得到:
Px(Vx - Fx) + Py(Vy - Fy) = (Vx - Fx)(Vx + Fx) + (Vy - Fy)(Vy + Fy)
即:
Px(Vx - Fx) + Py(Vy - Fy) = Vx^2 - Fx^2 + Vy^2 - Fy^2
根据焦距的定义 p = |Fx - Vx|,化简上式,得到:
Px(Vx - Fx) + Py(Vy - Fy) = Vx^2 - Fx^2 + Vy^2 - Fy^2
Px(Vx - Fx) + Py(Vy - Fy) = Vx^2 - 2VxFx + Fx^2 + Vy^2 - 2VyFy + Fy^2
Px(Vx - Fx) + Py(Vy - Fy) = (Vx - Fx)^2 + (Vy - Fy)^2
由于 (Vx - Fx)^2 + (Vy - Fy)^2 = p^2,所以最终得到抛物线的参数方程为:
Px(Vx - Fx) + Py(Vy - Fy) = p^2
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